DE2635003A1

DE2635003A1 - Werkzeugmaschine, insbesondere stanz- oder nibbelmaschine

Info

Publication number: DE2635003A1
Application number: DE19762635003
Authority: DE
Inventors: Hans Klingel; Berthold Dipl Ing Leibinger
Original assignee: Trumpf Maschinen AG
Current assignee: Trumpf Maschinen AG
Priority date: 1976-08-04
Filing date: 1976-08-04
Publication date: 1978-03-09
Also published as: JPS5318886A; SE418813B; DE2635003C2; US4168644A; JPS6341661B2; CH621959A5; SE7708394L

Description

Patentanwalt

DIPL.-ING. B. SCHMID £

7 Stuttgart 1, Falbenhennenstr. 17 ^ ₂U B/Vo

Trumpf
Maschinen AG

Zug (Schweiz) Werkzeugmaschine, insbesondere Stanz- oder Nibbelmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine mit hin- und hergehender Werkzeugbewegung, insbesondere auf eine Stanz- oder Nibbelmaschine mit mehreren, wahlweise einzeln antreibbaren Werkzeugen bzw. Stanz- oder Nibbelstempeln. Maschinen dieser Art sind an sich bereits bekannt und zwar in Form sogenannter Revolver-, Stanzoder Nibbelmaschine. Die verschiedenen Werkzeuge,

809810/0612

(ο

die beim Stanzen oder Nibbeln wenigstens zweiteilig sind und aus einer Matrize sowie einem Stempel bestehen, befinden sich an dem beispielsweise scheibenförmigen Revolver dieser Maschine. Das für den nächsten Arbeitsgang benötigte Werkzeug wird durch Drehen des Revolvers in Arbeitsstellung gebracht und durch geeignete Mittel mit dem Antrieb verbunden. Nach Ausgebrauch dieses Werkzeugs wird es vom Antrieb wieder getrennt. Nachfolgend dreht man den Revolver bis das als nächstes benötigte Werkzeug an die Stelle des zuvor benutzten getreten ist. Sobald es seine Arbeitsstellung eingenommen hat, wird es gleichfalls mit dem Antrieb verbunden und anschließend kann dann damit gearbeitet werden.

An sich geht das Werkzeugwechseln mit derartigen Revolvernaschinen vergleichsweise zügig vonstatten, zumindest wesentlich schneller als bei Einzelmaschinen, in welche das Werkzeug von Hand oder mit Hilfe beispielsweise einer herkömmlichen Wechselvorrichtung eingewechselt wird, indessen können sich diese Zeiten bei häufigem Werkzeugwechsel letztlich doch noch zu einem nicht mehr zu vernachlässigenden Betrag addieren.

Die Aufgabe der Erfindung wird nun darin gesehen, eine Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher unter den in der Praxis üblichen Arbeitsbedingungen die für den Werkzeugwechsel benötigte Zeit praktisch Null ist oder zumindest einen gegen Null gehenden Wert erreicht.

809810/0012

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Werkzeugmaschine der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, die erfindungsgemäß entsprechend dem kennzeichnenden Teil des ersten Anspruches ausgebildet ist.

Der Einfachheit halber wird im nachfolgenden «eist nur noch von einer "Stanzmaschine" gesprochen , obwohl die Erfindung hierauf nicht eingeschränkt sondern auch bei jeder anderen Werkzeugmaschine mit hin- und hergehender Werkzeugbewegung anwendbar ist. Dementsprechend wird vorwiegend auch nur noch vom "Stanzwerkzeug" bzw. dem bewegbaren Teil davon, nämlich dem "Stanzstempel" gesprochen. "Bauernd an seines bzw. ihrem Arbeitsplatz gehalten" bedeutet, daß jedes Werkzeug, im Gegensatz zur Revolvermaschine, stets den gleichen Platz an der Maschine einnimmt und nicht erst in Arbeitsstellung gebracht werden muß.

Wenn man eine Stanzmaschine abschaltet, so steht der Antrieb

aufgrund einer Automatic in der Regel dann still, wenn sich der Stanzstempel bzw. dessen Werkzeugaufnahme genau oder in etwa im oberen Totpunkt befindet. Das soll bei der erfindungsgemäßen

Werkzeugmaschine vorzugsweise auch der Fall sein.

Zu Beginn der Bearbeitung eines Werkstücks muß selbstverständlich wenigstens ein Stanzwerkzeug in die erfindungsgemäße Maschine eingesetzt sein. Wenn man diesen Stanzstempel bzw. seine Werkzeugaufnahme über seine Kupplung an den Antrieb anschließt, so führt der Stanzstempel die üblichen Arbeitshtibe durch. Während nun dieses Werkzeug arbeitet können in eine zweite und ggf. weitere

809^1.0/0012

Werkzeugaufnahmen weitere Werkzeuge eingesetzt werden ohne daß hierdurch die gleichzeitig stattfindende Bearbeitung des Werkstücks gestört oder beeinträchtigt wird. Das hängt in erster Linie damit zusammen, daß das Werkzeug quer zu seiner Längsachse auswechselbar ist und daher nicht vertikal in den Rachenraum der Maschine bewegt werden muß. Darin befindet sich das gerade zu bearbeitende Werkstück und dieses macht in der Regel das Herausziehen des Stanzstempels nach unten und das Anheben der Matrize unmöglich. Um die Werkzeugmaschine besonders klein zu halten ist man selbstverständlich bestrebt die Stanzstempel bzw. die Werkzeugaufnahmen so nah wie möglich nebeneinander zu plazieren. Trotzdem ist zwischen den beiden bzw. bei mehreren zwischen den einzelnen Werkzeugaufnahmen stets ein endlicher, seitlicher Abstand vorhanden. Wenn nun die Arbeit mit dem ersten Werkzeug beendet ist und das Werkstück mit dem nächstfolgenden Werkzeug bearbeitet werden soll, welches wie gesagt mittlerweile eingesetzt wurde (oder zu Beginn des Arbeiten« bereits eingesetzt war) so muß beim Verfahren des Werkstücks dieser seitliche Abstand zwischen den unmittelbar nacheinander arbeitenden Werkzeugen berücksichtigt werden. Die besorgt die den Abstand ausgleichende Positioniereinrichtung. Normalerweise arbeitet das erste Werkzeug an einer ersten Stelle des Werkstücks und das zweite an einer zweiten Stelle. Infolgedessen ist also eine Verschiebung des Werkstücks auf jeden Fall notwendig. Andererseits nuß aber zusätzlich zu dem Abstand der beiden Stellen an Werkstück der seitliche Abstand der beiden

809810/0012

aufeinanderfolgend arbeitenden Werkzeuge berücksichtigt werden. Dadurch kann sich die bei herkömmlichen Stanzmaschinen erforderliche Verschiebestrecke sowohl verkürzen als auch verlängern.

Während das zweite Werkzeug arbeitet kann das erste gegen ein anderes ausgestauscht werden. Sofern die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine mehr als zwei ankuppelbare Werkzeugaufnahmen besitzt, wird man nach Beendigung des Bearbeitungsvorganges durch das zweite Werkzeug zunächst das dritte und ggf. weitere Werkzeuge benutzen und erst anschließend zur ersten Werkzeugaufnahme zurückkehren. Das Werkstück muß auch bei Einze!maschinen mit nur einer einzigen Werkzeugaufnahne verschoben werden, wenn es durch zwei verschiedene Werkzeuge an zwei voneinander entfernten Stellen bearbeitet werden muß. Dort kann aber erst nach Durchführung des Werkzeugwechsels weitergearbeitet werden. Demgegenüber kann bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine der Werkzeugwechsel vollzogen wurde, während das erste Werkzeug noch arbeitet und es entfällt infolgedessen die bei Einzelmaschinen unvermeidliche Wartezeit. Andererseits kann der seitliche Abstand benachbarter Stanzstempel sowohl zu einer Verkürzung

809810/0012

als auch einer Verlängerung des Verschiebewegs zwischen zwei Arbeitsgangen führen und dadurch kann sich die für die Werkstückverschiebung benötigte Zeit sowohl verlängern als auch verkürzen. Im Mittel gesehen entsteht somit bei der erfindungsgemäßen Maschine kein zusätzlicher Zeitaufwand. Der einzelne Stanzhub geht zwar verhätlnismäßig rasch vonstatten, jedoch führt ein Stanzwerkzeug in der Regel mehrere Hübe durch, so daß seine Bearbeitungszeit ausreicht um den Vorteil dieser Erfindung - Vermeidung eines Zeitverlustes beim Werkzeugwechsel selbst bei einer Werkzeugmaschine »it lediglich zwei Werkzeugaufnahmen voll zu erreichen.

Die Bewegungsrichtungen der Werkzeuge bzw. der Stanz- oder Nibbelstempel verläuft in zweckmäßiger Weise parallel zueinander, wobei die Werkzeugaufnahmen seitlich versetzt nebeneinander an der Werkzeugmaschine angeordnet sind. Drei und mehr Werkzeugaufnahmen werden vorzugsweise entlang einer Geraden angebracht. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Antrieb eine Exzenterwelle und ein gemeinsames Pleuel für alle Werkzeuge oder Werkzeugaufnahmen aufweist, wobei sich jede Kupplung zwischen dem Pleuel und seinem zugeordneten Werkzeug bzw. seiner Werkzeugaufnahme befindet. Der Maschinenaufwand ist also bis hin zum Pleuel nicht größer als bei einer Einzelmaschine. Sofern die Bewegung des Arbeitstisches od. dgl. nicht automatisch erfolgt, kann man die durch den Seitenabstand der Stanzstempel notwendige Verschiebebewegung in einfacher Weise beispielsweise mittels eines zweiteiligen Tisches und eines Positionierstiftes und zweier oder mehrerer, im Ab- 8 0 9 8 10/0012

-77

stand der Stanzstempel am anderen Tischteil angebrachter Positionierungsbohrungen vornehmen. Dabei kann dann die Verstellvorrichtung für das normale Ausrichten des Werkstücks unangetastet bleiben. Bei automatischer Tischverstellung ist der durch den Seitenabstand der Stanzstempel bedingte Aufwand vernachlässigbar.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jede Kupplung als schaltbare hydraulische Kupplungsvorrichtung ausgerichtet. Dabei wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß jede hydraulische Kupplungsvorrichtung einen schwenkbar an Pleuel gelagerten, in einem Arbeitszylinder verschiebbaren Arbeitskolben und einen fest mit dem Werkzeug oder der Werkzeugaufnahme verbundenen, in einem Antriebszylinder verschiebbaren Antriebskolben aufweist, wobei die durch die beiden freien Kolbenflächen begrenzten Zylinderteilräume hydraulisch miteinander verbunden sind und die hydraulische Verbindung absperrbar ist. Das Pleuel treibt sämtliche Arbeitskolben dauernd an. Die Bewegung jedes Arbeitskolbens kann indessen nur dann auf seinen Antriebskolben übertragen werden, wenn das dazwischen befindliche hydraulische Medium am Austreten gehindert wird und die hydraulische Verbindung zwischen den Zylindern freigegeben ist. Bei abgesperrter Verbindung muß dafür gesorgt werden, daß der dauernd angetriebene Arbeitskolben soweit erforderlich das hydro Medium ausschieben und wieder ansaugen kann.

809810/0012

Eine andere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß jede hydraulische Kupplungsvorrichtung einen schwenkbar am Pleuel gelagerten, in einem Arbeitszylinder verschiebbaren Arbeitskolben und einen fest mit der Werkzeug oder der Werkzeugaufnahme verbundenen, in einem Antriebszylinder verschiebbaren Antriebskolben aufweist und der Arbeits- und der Antriebszylinder zu einem gemeinsamen Kupplungsvorrichtungszylinder zusammengefaßt sind. Letzterer ist sehr kompakt und auch preiswerter herzustellen als zwei getrennte Zylinder. Zudem entfällt die bei getrennter Fertigung zwischen beiden notwendige Verbindungsleitung. Zum Ankuppeln des Stanzstempels ist es ausreichend, wenn man eine in den zwischen den Kolben gelegenen Zylinderte!1raum einmündende Leitung für das hydraulische Medium absperrt bzw. öffnet. Durch geeignete Maßnahmen muß natürlich verhindert werden, daß gleichzeitig mehr als ein Absperrorgan in die Sperrstellung gebracht und damit zur gleichen Zeit mehr als ein Stanzstempel angetrieben wird. Außerdem muß man auch hier dafür sorgen, daß in dem hydraulischen System bei stillstehendem Werkzeug keine schädlichen Ober- und Unterdrücke entstehen.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß jedem Kupplungsvorrichtungszylinder ein Vier-Wege-Ventil zugeordnet ist, dessen Querdurchgang einerseits mit dem zwischen den beiden freien Kolbenflächen gelegenen mittleren Zylinderraum und andererseits mit einem ölbehälter verunden ist und dessen Längsdurchgang mit den beiden, von den Kolbenstangen durchsetzten Zylinderteilräumen in hydraulischer

809810/0012

Verbindung steht, wobei noch eine weitere hydraulische Verbindung zwischen dem von der Arbeits-Kolbenstange durchsetzten Zylinder-Teilraum und der Querverbindung zwischen dem Vier-Wege-Ventil und dem mittleren Zylinderraum besteht.

Die Stanzstempel bzw. die Werkzeuge werden, wie vorstehend erläutert wurde, gemäß einem der Kennzeichnungsmerkmale der Erfindung quer, insbesondere senkrecht zur Langsachse und damit auch zur Werkzeugbewegung in die Werkzeugmaschine eingesetzt und aus dieser entnommen. Aus diesem Grunde besitzt die Stanz- oder Nibbelmaschine eine entsprechend gefaltete Werkzeugaufnahme. In letzterer muß das Werkzeug mit dem Antrieb gekuppelt werden was wie üblich beim Einsetzen automatisch geschieht. Gleichzeitig ist aber auch noch eine Verriegelung notwendig damit sich das Werkzeug während des Arbeitsvorganges nicht lösen und relativ zu seiner Werkzeugaufnahme auch nicht bewegen kann. Die Sicherung gegen Herausfallen kann bei der hier vorgesehenen Querauswechslung durch einen beispielsweise in axialer Richtung zustellbaren Schieber erfolgen. Das Drehen kann man z.B. durch geeignete Ausbildung des Schaftes unterbinden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird nun vorgeschlagen, daß jede Verriegelungsvorrichtung für jedes Werkzeug nur bei geöffneter Kupplung

- 10 -

809810/0012

lösbar ist. Ein geeigneter mechanischer_s elektrischer oder in anderer Weise arbeitender Mechanismus verhindert ein öffnen der Verriegelungsvorrichtung solange die Kupplung geschlossen ist. Bei geöffneter Kupplung ist der Stanzstempel vom Stanzmaschinenantrieb abgekuppelt und er befindet sich dabei, wie bereits ausgeführt wurde, in einer ganz bestimmten Stellung, meist der oberen Totpunktlage. Aufgrund dieser zwangsweisen Zuordnung der Funktionsweisen der Kupplung und der Verriegelungsvorrichtung sowie der immer gleich bleibenden Stellung des stillstehenden Stanzstempels kann man die Werkzeugmaschine in sehr zweckmäßiger Weise mit. einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung ausstatten. Diese muß so ausgebildet sein, daß man sie wahlweise und möglichst auch automatisch dem jeweils stillstehenden Werkzeug zuordnen kann» Statt einer verstellbaren Werkzeugwechselvorrichtung kann man auch eine Zwei- oder Mehrfachwechsel vor richtung vorsehen;, ent= sprechend der Anzahl der maximal gleichzeitig von die Maschine aufzunehmenden Werkzeuge. Die Werkzeugwechselvorrichtung ist in vorteilhafter Weise zwischen die Werkzeugmaschine und ein insbesondere zweiteiliges Werkzeugmagazin geschaltet _s aus welchem die Werkzeuge entnommen bzw. in welches sie nach Ausgebrauch wieder zurückgebracht werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Werkzeugmaschine als Koordinaten= Stanz= oder -Nibbel=

809810/0012

maschine mit numerischer Steuerung ausgebildet ist, wobei die Positioniereinrichtung mit der numerischen Steuerung verbunden ist. Wenn nun der erste Stanzstempel seinen letzten Arbeitshub beendet hat, veranlaßt diese numerische Steuerung automatisch das Abkuppeln des ersten und das Ankuppeln des zweiten Stanzstempels. Zuvor wird das Werkstück in seine neue Position gebracht. Dabei wird von der numerischen Steuerung beim Verfahren des Werkstücks automatisch berücksichtigt_s daß das zweite Werkzeug vom ersten einen endlichen seitlichen Abstand hat. Bei der Ausarbeitung des Programms wird der seitliche Abstand der beiden aufeinanderfolgend arbeitenden Werkzeuge in die Verfahrstrecke des Werkstücks von einer Bearbeitungsstelle zur nächsten eingerechnet»

Die Verwendung einer numerischen oder anderen Steuerung gibt darüber hinaus noch die vorteilhafte Möglichkeit, daß das Anwählen einer Werkzeugaufnahme ein entsprechendes Kommando der Psitioniervorrichtung hervorruft. Anders ausgedrückt kann man über die numerische Steuerung oder Automatik der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine in bekannter Weise die richtige Positionierung des Werkstücks veranlassen und wie vorstehend

12

809810/0012

beschrieben gleichzeitig auch noch die seitliche Verschiebung beim Übergang von einem Werkzeug zum anderen berücksichtigen. Zusätzlich kann man nun gemäß der eben erwähnten Ausgestaltung auch noch von einem Werkzeug auf das andere "umschalten" . Dies erfolgt bei der beschriebenen hydraulischen Kupplung beispielsweise durch die Betätigung wenigstens eines elektro-hydraulischen Ventils im Hydrauliksystem jedes Werkzeugs.

In der Zeichnung sind zwei AusführungsbeispieIe der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, teilweise geschnitten und teilweise ohne Abdeckung,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II - II der Fig. 1,

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch einen Teil des Antriebs,

Fig. 4 ebenfalls in vergrößertem Maßstab eine Vorderansicht

einer zweiten Ausf uhrungsform, teilweise in vertikaler Richtung geschnitten.

Beim Ausführungsbeispiel ist die Werkzeugmaschine als Stanzmaschine 1 ausgebildet. Sie besitzt eine Koordinatenführung 2 ■it Pratzen 3 zum Festhalten des in der Regel aus einem ebenen

- 13 -

809810/0012

Blech bestehenden Werkstücks 4. Die Wirkungsweise sowohl der Koordinatenführung als auch der Pratzen sind bekannt, weswegen es hier näherer Erläuterungen nicht bedarf.

Die Stanzmaschine besitzt mehrere, wahlweise einzeln antreibbare Werkzeuge die bei einer Stanzmaschine zumindest aus einem Stanzstempel und einer Matrize bestehen, beim Ausführungsbeispiel aber darüber hinaus auch noch einen Abstreifer umfassen. Die Matrize ist selbstverständlich ortsfest gehalten, während der Stanzstempel in bekannter Weise auf und ab bewegt wird. Bei den Ausführungsbeispielen ist die Stanzmaschine als sogenannte Zwillingsmaschine ausgebildet, jedoch könnte es sich ebenso um eine Drillings- oder Mehrfachmaschine handeln. Da gemäß der Erfindung jedes Werkzeug oder jede Werkzeugaufnahme dauernd an seinem bzw. ihrem Arbeitsplatz gehalten ist, muß die Maschine auch mit mehr als einer Werkzeugaufnahme ausgestattet sein. Die Stanzmaschine kann also gleichzeitig zwei komplette Stanzwerkzeuge aufnehmen. Die unteren Werkzeugaufnahmen S a und S b dienen zum Einsetzen je einer Matrize 6. In die oberen Werkzeugaufnahmen 7 a und 7b wird je ein Stanzstempel 8, vorzugsweise aber auch noch ein Abstreifer 9 eingesetzt. Damit die Werkzeuge quer, insbesondere senkrecht zu ihrer Längsachse in die obere und untere Werkzeugaufnahme

- 14 -

809810/0012

eingeführt bzw. aus dieser entnommen werden können, sind sowohl die oberen, als auch die unteren Werkzeugaufnahmen nicht nur nach unten, sondern in Fig. 1 auch noch nach links hin randoffen. Die Ausnehmung 10 a bzw. 10 b ermöglicht die Aufnahme eines Stanzstempels 8. Zur Aufnahme je eines Abstreifers 9 und einer Matrize 6 sind an der oberen Werkzeugaufnahme 7 a bzw. 7 b eine Ausnehmung 11a bzw. 11 b und an der unteren Werkzeugaufnahme 5 a bzw. 5 b eine Ausnehmung 12 a bzw. 12 b vorgesehen. Die Stanzstempel werden mit Hilfe eines Verriegelungsbolzens 13 und die Matrizen mittels eines Verriegelungsbolzens 14 in ihrer Werkzeugaufnahme festgehalten. Die Verriegelungsbolzen sind im Sinne des Doppelpfeiles 15 auf und ab bewegbar. Die Einwechselbewegung ist in Fig. 1 durch den Pfeil 16 symbolisiert und die Auswechselbewegung erfolgt demnach in Gegenrichtung.

Die Werkzeuge können von Hand oder in sehr zweckmäßiger Weise mittels einer Wechselvorrichtung ein- oder ausgewechselt werden. Beim Ausführungsbeispiel der Fign. 1 und 2 ist eine Wechselvorrichtung dargestellt, welche das Werkzeug aus einem oberen Magazin 17 und einem unteren Magazin 18 entnimmt und nach Ausgebrauch wieder zurückbringt.

- 15 -

809810/0012

Die beiden Magazine 17 und 18 bestehen jeweils aus einer oder zwei Ketten 19 mit besonderen Laschen 20. Die Ketten des oberen und des unteren Magazins laufen über je vier Kettenräder 21 die sich beispielsweise in den Ecken des Magazins befinden. Eines dieser Tier Kettenräder wird von einem Motor 22 angetrieben der sowohl schalt- als auch steuerbar ist. Der Motor kann links und rechts drehen, so daß sich die Ketten 19 im Sinne des Doppelpfeils 23 bewegen können. Auf diese Weise kann »an beim Werkzeugwechsel die jeweils kürzeste Laufstrecke der Ketten 19 auswählen.

Die Laschen 20 haben eine T-förmige Nut 24 in der jeweils eine Schiebekassette 25 bzw. 26 od. dgl. gehalten ist. Die Schiebekassetten 25 haben je zwei in Arbeitsstellung übereinanderliegende Greiferpaar· 27 und 28. Die Greiferpaare 27 erfassen je einen Abstreifer 9, während die Greiferpaare 28 zum Festhalten je eines Stanzstempels 8 dienen. Die Schiebekassetten 26 sind mit einem Greiferpaar 29 zum Festhalten je einer Matrize 6 ausgestattet.

An ihrem entgegen den Greiferpaaren weisenden Ende besitzt jede Schiebekassette 25 und 26 eine im Querschnitt T-förmige Nut 30 zum Ankuppeln des entsprechend dimensionierten und gestalteten freien Endes 31 a bzw. 31 b einer Kolbenstange 32 a

- 16 -

809810/0012

bzw. 32 b.

Die Kolbenstangen 32 a und 32 b sind mit nicht gezeigten Kolben verbunden die in hydraulischen oder pneumatischen Zylindern 33 a bzw. 33 b im Sinne des Doppelpfeils 34 verschiebbar sind. Jeder Werkzeugaufnahme sind zwei übereinander angeordnete (Fig. 1), jeweils aus einem Kolben mit Zylinder bestehende hydraulische oder pneumatische Ein- und Auswechselvorrichtungen 34 bzw. 35 zugeordnet. Um ein gleichzeitiges Ein- und Auswechseln des gesamten Stanzwerkzeugs 6,8, 9 zu erreichen und damit falsche Kombinationen von Werkzeugteilen zu verhindern, werden das obere und das untere Magazin miteinander sowie mit gleicher Geschwindigkeit und hinsichtlich der zugeordneten Trumme auch in gleicher Richtung angetrieben. Außerdem kann man aus dem selben Grunde auch die Ein- und Auswechselvorrichtung 34 bzw. 35 gleichzeitig und in gleichem Sinne betätigen. Aus Fig. 1 erkennt man, daß sich die Schiebekassetten 25 und 26 in der Obergabestellung automatisch an ihre Ein- und Auswechselvorrichtung 34 oder 35 ankuppeln. Auch das Abkuppeln erfolgt beim Antreiben der Ketten automatisch. Nach dem Einsetzen des Werkzeugs werden die leeren Schiebekassetten 25 und 26 wieder zurückgezogen. Dieser Vorgang findet nach dem Einriegeln des Werkzeugs statt. Während das Werkzeug der ersten Station arbeitet, kann an der zweiten, und ggf. auch an

- 17 -

809810/0012

weiteren Stationen, ein Werkzeugwechsel vorgenommen werden, ohne daß dies das Arbeiten an der ersten Station stört. Entsprechendes gilt natürlich auch für den Werkzeugwechsel der ersten Station, wenn sie vom Maschinenantrieb abgekuppelt ist und das zweite oder ein anderes Werkzeug arbeitet. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, daß nach Beendigung der Arbeitszeit des einen Werkzeugs sofort mit einem anderen weitergearbeitet werden kann, ohne daß Wartezeiten für den Werkzeugwechsel entstehen. Bei automatischem Werkzeugwechsel muß allerdings darauf geachtet werden, daß die Wechselvorrichtung entsprechend ausgebildet, vorzugsweise zweiteilig ist, so daß der Rachenraum der Maschine und der sich daran anschließende Bewegungsraum für das Werkstück stets frei bleiben.

Jede obere Werkzeugaufnahme 7 a bzw. 7 b ist fest mit einem Stössel 36 a bzw. 36 b verbunden und macht so dessen Bewegung mit, wenn er an den Antrieb der Stanzmaschine angekuppelt ist. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist lediglich ein einziger Antrieb vorgesehen. Dieser ist in bekannter Weise ausgebildet und besitzt beispielsweise einen nicht gezeigten Elektromotor. Letzterer treibt eine Exzenterwelle 37 an, deren Exzenter in einem gemeinsamen Pleuel 39 gelagert ist. Am Pleuelbolzen 40 sind jedoch, im Gegensatz zu herkömmlichen Maschinen, zwei parallel angeordnete Pleuelstangen 41 a und 41 b gelagert. Ihr Seitenabstand 42 entspricht

- 18 -

809810/0012

demjenigen der Stössel 36 a und 36 b. Außerdem sind der Pleuelbolzen 41 a und der Stössel 36 a sowie der Pleuelbolzen 41 b und der Stössel 36 b jeweils koaxial zueinander angeordnet. An den freien Enden sowohl der Stdssel 36 a und 36 b als auch der Pleuelstangen 41 a und 41 b ist jeweils ein Kolben 43 a 43 b bzw. 44 a, 44 b angebracht, insbesondere angeformt. Jeder Kolben ist mit wenigstens mit einem Kolbenring 45 versehen und außerdem sind sowohl die Stössel 36 a und 36 b als auch die Pleuelstangen 41 a und 41 b gegenüber dem Gehäuse »it Hilfe wenigstens eines Dichtringes, vorzugsweise O-Rings, 46 abgedichtet.

Der Arbeitskolben 44 a und der Antriebskolben 43 a sind in einem gemeinsamen Kupplungsvorrichtungszylinder 47 und der Arbeitskolben 44 b sowie der Antriebskolben 43 b in einen gemeinsamen Kupplungsvorrichtungszylinder 48 auf und ab verschiebbar. Jedem Kupplungsvorrichtungszylinder 47 bzw. 48 ist ein Vier-Wege-Ventil 49 bzw. 50 zugeordnet. Der Querdurchgang jedes Vier-Wege-Ventils ist mit dem zwischen den beiden freien Kolbenflächen gelegenen mittleren Zylinderraum 51 bzw. 52 und mit einer zu einem nicht gezeigten ölbehälter führenden Leitung 53 bzw. 54 verbunden. Der Längsdurchgang des Vier-Wege-Ventils 49 schafft die hydraulische Verbindung zwischen den Zylinderteilräumen 55 und 56, während

- 19 -

809810/0012

der Längsdurchgang des Vier-Wege-Ventils 50 die hydraulische Verbindung zwischen den Zylinderteilräumen 57 und 58 herstellt. Außerdem besteht noch eine weitere hydraulische Verbindung zwischen dem von der Arbeite-Kolbenstange oder Pleuelstange 41 a durchsetzten Zylinderteilraum 55 und der Querverbindung zwischen dem Vier-Wege-Ventil 49 und dem mittleren Zylinderraum 51· Entsprechendes gilt für das Vier-Wege-Ventil 50 und den Zylinderteilraua 57. Diese weiteren hydraulischen Verbindungen sind mit 59 bzw. 60 bezeichnet.

In Fig. 3 ist der Querdurchgang des Vier-Wege-Ventils 43 offen und derjenige des Vier-Wege-Ventils 50 abgesperrt. Infolgedessen kann das im mittleren Zylinderraua 52 befindliche Medium, beispielsweise Hydrauliköl, nicht abströmen· Da die Arbeitskolben 44 a und 44 b vom Pleuel 39 stets hin und her bewegt werden, hat dies eine hydraulische Ankupplung des Antriebskolbens 43 b an den Arbeitskolben 44 b zur Folge, d. h. beide bewegen sich gleichzeitig auf und ab« Damit wird auch der mit den Stössel 36 b verbundene Stanzstempel auf und ab bewegt und er führt infolgedessen Arbeitshübe durch.

Weil der Querdurchgang des Vier-Wege-Ventils 49 offen ist, wird die Hin- und Herbewegung des Arbeitskolbens 44 a auf

- 20 -

809810/0012

den Antriebskolben 43 a nicht übertragen und infolgedessen steht der Stanzstempel des Stössels 36 a still*
Er kann demnach ohne weiteres ausgewechselt werden. Durch
geeignete, an sich bekannte Mittel wird sichergestellt,
daß die Antriebskolben 43 a und 43 b beim Stillsetren ihrer Werkzeuge stets in die obere Totpunktlage gehen.

Wenn der Kolben 43 a stillsteht und der Kolben 44 a auf
und ab wandert, so hat dies eine ständige Vergrößerung
und Verkleinerung des Volumens im mittleren Zylinderraum 51 und im Zylinderteilraum 55 zur Folge. Ein Ausgleich des
verdrängten bzw. angesogenen Mediums erfolgt über die weitere hydraulische Verbindungsleitung 59. Entsprechendes gilt für die rechte Bildhälfte der Fig. 3. Beim Absperren des Querdurchgangs ist auch die hydraulische Verbindung zwischen
dem mittleren Zylinderraum und dem oberen Zylinderteilraum
über die weitere hydraulische Verbindungsleitung unterbrochen. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist jeder Stössel 36 a, 36 b an einem separaten Exzenter 61 bzw. 62 gelagert. Die Exzenterwelle 63 des Exzenters 61 ist über ein Riemengetriebe 64 mit einem Antriebsmotor 65 verbindbar. Das Schwung rad 66 des Riemengetriebes 64 ist über eine Kupplung 67 und eine Steuereinrichtung 68 mit der Exzenterwelle 63 verbindbar bzw. von dieser abkuppelbar. Demnach kann also auch bei

- 21 -

809810/0012

dieser Variante der Motor ständig angetrieben werden, während das Stanzwerkzeug nur dann Arbeitshübe durchführt» wenn die Kupplungsvorrichtung bzw. Kupplung 67 geschlossen ist. Das Schließen und öffnen der Kupplung erfolgt über die Steuer einrichtung 42. Die Exzenterwelle 69 des Exzenters 62 ist in gleicher Weise über eine Kupplung 70 mit einem, beispielsweise elektrischen Antriebsmotor 71 verbindbar, wobei das Riemengetriebe mit 72, das Schwungrad mit 73 und die Steuereinrichtung mit 74 bezeichnet sind. Bei entsprechender Ausbildung der Steuereinrichtungen und ggf. einer alle Funktionen dieser Werkzeugmaschine steuernden Steuervorrichtung kann man sicherstellen, daß nur jeweils eine der beiden Kupplungen 67 und 70 geschlossen ist. Entsprechendes gilt bei Maschinen mit mehr als zwei Werkzeugauf nahmen. Andererseits geben aber beide Ausführungsvarianten ohne weiteres die Möglichkeit die Stanzstempel gleichzeitig und insbesondere synchron anzutreiben, um das Werkstück zur gleichen Zeit an zwei im Abstand der Stanzstempel voneinander getrennten Stellen zu stanzen.

Bei Maschinen mit einer numerischen Steuerung sämtlicher Funktionen ergeben sich hierdurch eine Vielzahl von Möglichkeiten die mit zunehmender Zahl der Werkzeugaufnahmen steigt.

- 22 -

809810/0012

-Zl-

In Fig. 1 ist ein Schaltschrank 74 symbolisch eingezeichnet, der den gesamten WechselVorgang, die Bewegung des Bleches 4 sowie das An- und Abkuppeln der Stanzstenpel steuert. Die Steuerung erfolgt numerisch, beispielsweise über Lochband. Sie ist so ausgelegt, daß durch Anwählen der entsprechenden Werkzeugstation automatisch auch der Abstand 42 zwischen der Werkzeugaufnahme des gerade arbeitenden Werkzeugs und des nachfolgend tätigen Werkzeugs berücksichtigt wird. Bei der Programmerstellung braucht also nur beachtet zu werden mit welcher Werkzeugaufnähme jeweils gestanzt werden soll. Die entsprechende Veränderung des Positionierweges wird dann von der Steuerung automatisch richtig eingestellt, wobei sowohl der Abstand 42 der Stanzstenpel als auch der Abstand der einen Stanzstelle am Blech 4 von der nachfolgend vorgesehenen Stanzstelle Berücksichtigung finden. Ggf. kann man mit Hilfe dieser Steuerung auch das zeitweilige gleichzeitge Stanzen mit zwei oder mehreren Werkzeugen veranlassen. Dieser durch die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine gebotenen Möglichkeit sind aufgrund des Fixmaßes 42 in der Praxis Grenzen gesetzt.

- 23 -

809810/0012

Leerseite

Claims

Ansprüche

1. Werkzeugmaschine nit hin- und hergehender Werkzeugbewegung, insbesondere Stanz- oder Nibbelmaschine mit mehreren, wahlweise einzelnen antreibbaren Werkzeugen bzw. Stanz- oder Nibbelstempeln, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Werkzeug bzw. jeder Stempel (8) oder jede Werkzeugbzw, Stempelaufnahme (5, 7) dauernd an seinem bzw. ihrem Arbeitsplatz gehalten und mittels einer betätigbaren Kupplung (43 a_f 44 a, 51, 49; 67, 70) mit dem Maschinenantrieb (37, 65, 71) verbunden ist, daß ferner jedes Werkzeug, insbesondere Stanz- oder Nibbelwerkzeug, quer (34) zu seiner Längsachse wechselbar ist, und daß die Werkzeugmaschine eine den seitlichen Abstand (42) der Werkzeuge ausgleichende Positioniereinrichtung (74) für den Maschinentisch, eine Werkstückhaltevorrichtung (3) od. dgl. besitzt.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsrichtungen der Werkzeuge, bzw. Stanz- oder Nibbelstempel (8), parallel verlaufen und die Werkzeugaufnahmen (5, 7) seitlich versetzt nebeneinander an der Werkzeugmaschine (1) angeordnet sind.

- 24 -

809810/0012

263B003

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb eine Exzenterwelle (37) und ein gemeinsames Pleuel (39) für alle Werkzeuge (8) oder Werkzeugaufnahmen (5_t 7) aufweist, wobei sich jede Kupplung zwischen den Pleuel und seinem zugeordneten Werkzeug bzw. seiner Werkzeugaufnahme befindet.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kupplung als schaltbare, hydraulische Kupplungsvorrichtung (43 a, 44 a, 57, 49) ausgebildet ist.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede hydraulische KupplungsTorrichtung einen schwenkbar am Pleuel (39) gelagerten, in einem Arbeitszylinder verschiebbaren Arbeitskolben (44 a, 44 b) und einen fest mit dem Werkzeug (8) oder der Werkzeugaufnahme (5, 7) verbundenen, in einem Antriebszylinder verschiebbaren Antriebskolben (43 a, 43 b) aufweist, wobei die durch die beiden freien Kolbenflächen begrenzten Zylinderteilräume hydraulisch miteinander verbunden sind und die hydraulische Verbindung absperrbar ist*

6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede hydraulische Kupplungsvorrichtung einen schwenkbar am Pleuel (39) gelagerten, in einem Arbeitszylinder verschieb-

- 25 8Q9810/0Ö12

-•£5 3

baren Arbeitskolben (44 a, 44 b) und einen fest mit dem Werkzeug (8) oder der Werkzeugaufnahme (S, 7) verbundenen, in einem Anbtriebszylinder verschiebbaren Antriebskolben (43 a, 43 b) aufweist und der Arbeits- und der Antriebszylinder zu einem gemeinsamen Kupplungsvorrichtungzylinder (47, 48) zusammengefaßt sind.

7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kupplungsvorrichtungszylinder (47, 48) ein Vierwegeventil (49, 50) zugeordnet ist, dessen Querdurchgang einerseits mit dem zwischen den beiden freien Kolbenflächen gelegenen mittleren Zylinderrraum (51, 52) und anderer mit einem Ölbehälter verbunden ist und dessen Längsdurchgang mit den beiden, von den Kolbenstangen durchsetzten Zylinderteilräumen (55, 56; 57, 58) in hydraulischer Verbindung steht, wobei noch eine weitere hydraulische Verbindung (59, 60) zwischen dem von der Arbeits-Kolbenstange durchsetzten Zylinder-Teilraum (55, 57) und der Querverbindung (59, 60) zwischen dem Vierwegeventil und dem mittleren Zylinderraum besteht.

8. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verriegelungsvorrichtung für jedes Werkzeug (8) nur bei geöffneter Kupp-

- 26 -

809810/0012

7635003

lung (43 a, 44 a, SI, 41; 67, 70) lösbar ist.

9. Werkzeugmaschine nach einem oder Mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine automatische Werkzeugwechselvorrichtung (35, 74).

10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugwechselvorrichtung (35, 74) zwischen die Werkzeugmaschine (1) und ein insbesondere zweiteiliges Werkzeugmagazin (17, 18) geschaltet ist.

11. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugmaschine (1) als Koordinaten- Stanz- oder ^Nibbelmaschine mit numerischer Steuerung ausgebildet ist, wobei die Positioniereinrichtung mit der numerischen Steuerung (74) verbunden ist.

12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Anwählen einer Werkzeugaufnahme (5, 7) ein entsprechendes Kommando der Positioniervorrichtung hervorruft.

609810/0Ö12